Titanbaserte materialerhar blitt mye studert innen oppladbare litium-ion-batterier på grunn av deres stabile struktur, utmerkede syklusytelse, rikelig med skorperessurser, lave kostnader og ikke-toksisitet. Siden arbeidsmekanismene til natriumionbatterier og litiumionbatterier er like, har titanbaserte materialer også blitt mye brukt i forskningen på natriumionbatterielektrodematerialer. I tillegg har titanbaserte materialer en lavere lade- og utladningsspenningsplattform i natrium-ion-batterier, noe som har tiltrukket seg mye oppmerksomhet i deres applikasjonsforskning på det negative elektrodefeltet. For tiden er forskningshotspotene i titanbaserte materialer hovedsakelig konsentrert om materialer som titandioksid, litiumtitanat, natriumtitanat og natriumtitanfosfat. De siste årene har det relevante arbeidet til forskere hovedsakelig vært å utforske oksidasjons-/reduksjonsmekanismen og optimalisering av elektrokjemisk ytelse til titanbaserte negative elektrodematerialer. Denne delen introduserer hovedsakelig de grunnleggende egenskapene og krystallstrukturene til flere titanbaserte negative elektrodematerialer, og forklarer modifikasjonsforskningen, elektrokjemisk ytelse og natriumlagringsmekanismen til materialene.
Ti02 negativ elektrodemateriale
Titandioksid har vakt stor oppmerksomhet som et typisk innebygd negativ elektrodemateriale for litium-ion-batterier på grunn av dets fordeler som stabil struktur, ikke-toksisitet, lav pris og rikelig med materialer. Ti02 er sammensatt av Ti06 oktaeder og Ti4+. Polymorfen til Ti02 er relatert til tilkoblingsmodusen til Ti06 oktaeder. De nåværende forskningstypene inkluderer hovedsakelig anatase-, rutil-, bronse- og brookitttyper, krystallstruktur. Rutil Ti02 er et tetragonalt krystallsystem. Ti-atomet er plassert i midten av gitteret, og de seks oksygenatomene er plassert på hjørnene av oktaederet. Hvert oktaeder er koblet til de omkringliggende ti oktaederne, hvorav åtte deler hjørner og to deler kanter. Hvert to Ti02-molekyler danner en enhetscelle. Strukturen til anatase Ti02 er også et tetragonalt krystallsystem, der hvert oktaeder er koblet til de omkringliggende åtte oktaedrene, hvorav fire deler kanter og fire deler hjørner. Fire Ti02-er danner en enhetscelle. Brookite TiO2 tilhører det ortorhombiske systemet. Seks TiO2 danner en enhetscelle, og strukturen er ustabil. Derfor er brookitt TiO2 relativt sjelden i naturen. Blant disse krystallfasene er rutilfasen den mest stabile. Anatase og brookitt TiO2 kan omdannes til rutilfasen gjennom en irreversibel eksoterm reaksjon etter høytemperaturoppvarming. Selv om radiusen til Na+ er større enn Li+, siden aktiveringsbarrieren til Na innebygd i anatasegitteret er nesten den samme som Li, er de fleste forskningsresultatene sentrert om anatase TiO2. Dessuten, blant de forskjellige krystallformene av TiO2, er naturlig anatase TiO2 en av de tidligste hovedstrukturene for Li-innbygging.
Selv om TiO2 har mange fordeler som lav pris og stabil struktur, har den fortsatt mange mangler når den brukes i den negative elektroden til natriumion-batterier. For eksempel, siden Ti4+ ikke har noen d-elektroner i TiO2, er alle TiO2-krystallformer elektroniske isolatorer, noe som i stor grad begrenser den elektrokjemiske ytelsen til TiO2 i natriumion-batterier. På samme tid, på grunn av noen defekter i selve TiO2, kombinert med den store radiusen til Na+ og langsom overføringshastighet, er dens natriumlagringsytelse heller ikke ideell. Derfor fokuserer mange nåværende studier på TiO2 på å forbedre den elektroniske ledningsevnen og ioneledningsevnen til TiO2 gjennom nanostørrelse, grensesnittmodifikasjon, ionedoping, forskjellige typer C-kompositter og morfologi og strukturoptimalisering.
Amorf TiO2 brukes som negativt elektrodemateriale i natriumionbatterier. Amorfe TiO2 nanorør dyrkes direkte på titanfolie, og det oppnådde materialet brukes som den negative elektroden til natriumion-batterier. Den reversible spesifikke kapasiteten kan nå 150 mA·h·g-1, og batteriet har utmerket syklusytelse.
Kontakt oss for mer informasjon. Takk
Nicole
Selskap: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Land: Kina
Legg til: Baoti road, Jintai, Baoji city, Shaanxi, Kina
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Nettsted: www.jm-titanium.com
